【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 815 1 915 2 215 1 910 2 040 1 800 變頻器 安川 CIMR—G7 ABB ACS 800 ABB ACS 800 ABB ACS 800 故障診斷檢測(cè) 較全面 較簡(jiǎn)單 較全面 較全面 主控 工控機(jī) CAN 總線 PLC 工控機(jī) CAN總線 工控機(jī) CAN 總線 遠(yuǎn)程通訊 有 無(wú) 有 有 記憶截割 有 無(wú) 有 有 采煤機(jī)簡(jiǎn)述 采煤機(jī)的分類(lèi) 滾筒采煤機(jī)的類(lèi)型很多，可按滾筒數(shù)目、行走機(jī)構(gòu)形式、行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速傳動(dòng)方式、行走部布置位置、機(jī)身與工作面輸送乳汁機(jī)配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類(lèi)。 按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普 遍。按行走機(jī)構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無(wú)鏈牽引采煤機(jī)。按行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速方式分機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機(jī)（通常簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī)）。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機(jī)。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割（主）電動(dòng)機(jī)縱向布置在搖臂上的采煤機(jī)和截割（主）電動(dòng)機(jī)橫向布置在機(jī)身上的采煤機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在搖臂上的采煤機(jī)。按適用中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機(jī)。 滾筒式采煤機(jī) 滾筒式采煤機(jī)是 一種銑削式淺截深采煤機(jī)， 它 由截割部分、牽引部分和動(dòng)力部分組成。截割部分包括工作機(jī)構(gòu)和減速器，牽引部分包括行走機(jī)構(gòu)（鏈輪、牽引鏈及其拉緊裝置）和液壓傳動(dòng)裝置，動(dòng)力部分包括電動(dòng)機(jī)和電氣控制箱。另外，還有輔助裝置，包括底托架、電纜架、噴霧裝置和信號(hào)照明等設(shè)備。滾筒采煤機(jī)適于在煤層厚度變化小、無(wú)夾石、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層傾角 15176。以下、頂板易于管理的條件下使用。傾角較大時(shí)，需裝防滑裝置。滾筒采煤機(jī)騎在可彎曲刮板輸送機(jī)上工作，沿工作面往返運(yùn)行。螺旋式滾筒上裝有按一定規(guī)律排列的截齒。滾 筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，截齒按一定順序在煤體上先后截出很多溝槽，使溝槽之間的煤體破落，通過(guò)滾筒旋葉和弧形擋煤板裝入輸送機(jī)。滾筒直徑為測(cè)量到截齒齒尖的截割直徑 。 根據(jù)滾筒數(shù)目， 滾筒 式 采煤機(jī) 可以 分 為 單滾筒和雙滾筒兩種： （ 1） 單滾筒采煤機(jī) 單滾筒采煤機(jī)的 進(jìn)刀方式有三種： ① 先進(jìn)刀后移機(jī)頭，一般采用斜切進(jìn)刀，這種方式簡(jiǎn)單易行，但進(jìn)刀時(shí)間長(zhǎng)； ② 先移機(jī)頭后進(jìn)刀，能充分利用工時(shí)，但開(kāi)缺口工作量大； ③ 進(jìn)刀同時(shí)移機(jī)頭，進(jìn)刀簡(jiǎn)單，時(shí)間短，但需強(qiáng)力推移輸送機(jī)的設(shè)備。 割煤方式有兩種： ① 單向采煤，采煤機(jī)上行進(jìn)一刀割煤，下行裝煤 。優(yōu)點(diǎn)是能充分利用機(jī)器裝煤，效率高，但工作面割一刀時(shí)間長(zhǎng)，頂板懸露時(shí)間長(zhǎng)，一般適用于頂板穩(wěn)定、采高較大、裝余煤量大的煤層。 ② 雙向采煤，往返各進(jìn)一刀。優(yōu)點(diǎn)是能提高工時(shí)利用率，工作面生產(chǎn)能力大，支護(hù)頂板及時(shí)，工序緊湊，但采高大時(shí)清浮煤工作量大。 （ 2） 雙滾筒采煤機(jī) 雙滾筒采煤機(jī)為 一次采全厚，采煤機(jī)兩端各有一個(gè)滾筒。前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤。兩滾筒一般相背旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用左螺旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用右螺旋。也可相向旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用右螺旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用左螺旋。一般采用雙向采煤，先進(jìn)刀后移機(jī)頭的斜切 進(jìn)刀方式；也可采用進(jìn)刀同時(shí)移機(jī)頭的正切進(jìn)刀方式。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 1截割部； 2軸承架； 3牽引部； 4動(dòng)力箱； 5中間箱； 6液壓裝置 圖 采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖 如圖 所示，該采煤機(jī)主要由牽引部、截割部、電動(dòng)機(jī)和附屬裝置等部分組成。電動(dòng)機(jī)是采煤機(jī)的動(dòng)力部分，它通過(guò)兩端輸出軸分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部和牽引部。采煤機(jī)的電機(jī)都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動(dòng)機(jī)的尺寸。牽引部通過(guò)其主動(dòng)齒輪與固定在工作面輸送機(jī)一側(cè)的銷(xiāo)軌嚙合，使采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)，因此，牽引部是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。左右截害 U部減速箱將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng) 齒輪減速后傳給搖臂的齒輪，驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。滾筒是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu)，滾筒上焊有端盤(pán)及螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機(jī)中。為提高螺旋滾筒的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板，它可以根據(jù)不同的采煤方向來(lái)回旋轉(zhuǎn) 180176。 。在采煤機(jī)兩個(gè)牽引部主動(dòng)齒輪的對(duì)面分別有兩個(gè)滑靴，通過(guò)它們將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)上。這兩個(gè)滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。底托架內(nèi)的調(diào)高油缸可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)來(lái)煤機(jī)的采高。調(diào)斜油缸用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時(shí)的截割 要求。電器控制箱內(nèi)部裝有各種電控元件。用于采煤機(jī)的各種電氣控制和保護(hù)。此外為降低電動(dòng)機(jī)和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機(jī)設(shè)有專(zhuān)門(mén)的供水系統(tǒng)。采煤機(jī)的電纜和水管夾持在拖纜裝置內(nèi)，并由采煤機(jī)拉動(dòng)在工作面輸送機(jī)的電纜槽中卷起或展開(kāi)。采煤機(jī)的工作是通過(guò)一邊截割部滾筒割煤、裝煤，一邊牽引部驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)向前移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （ 3）滾筒式采煤機(jī)特點(diǎn) 滾筒式采煤機(jī)具有以下特點(diǎn)： 1）使用范圍廣。滾筒采煤機(jī)對(duì)煤層地質(zhì)條件的要求較低，對(duì)于地板起伏不平、層厚變化大、煤粘頂、有落差不大的斷層以及不同性質(zhì)的頂板等煤層條件， 采煤機(jī)都能適應(yīng)； 2）調(diào)高方便，免開(kāi)缺口； 3）功率大、生產(chǎn)率高、工作可靠； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 4）操作方便并有完善的保護(hù)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)； 5）向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展。 但是滾筒采煤機(jī)也有其缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴；割落的煤的塊度小，粉 塵含量多，因而破碎單位體積煤的能量消耗大。 本文研究的內(nèi)容 基于上述 的課題 背景，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下， 經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力， 根據(jù)已知設(shè)計(jì)參數(shù)， 我 完成了薄煤層電牽引采煤機(jī) 牽引部的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)： （ 1）根據(jù)已知設(shè)計(jì)參數(shù)條件，提出了采煤機(jī)牽引部的整體設(shè)計(jì)方案，完成牽引部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括牽引箱體以及內(nèi) 部機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。其中機(jī)械傳動(dòng)部分的傳動(dòng)形式主要是二級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和二級(jí) NGW 型行星齒輪傳動(dòng)，它充分利用了行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以實(shí)現(xiàn)各軸的傳動(dòng)，有利于系統(tǒng)在井下的布置，還可以承載大載荷，傳動(dòng)效率也很高。除此以外，在論文中還會(huì)簡(jiǎn)要介紹采煤機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)組成，工作原理以及使用、維護(hù)和檢修。 （ 2）在工程生產(chǎn)尤其煤礦部門(mén)，安全可靠性是一項(xiàng)重要的內(nèi)容。在本文設(shè)計(jì)的采煤機(jī)牽引部更是如此，因?yàn)橐坏┌l(fā)生意外將產(chǎn)生不可估量的后果對(duì)生產(chǎn)以及人身安全產(chǎn)生不可估量的后果。對(duì)于牽引部的重要零部件，比如行星輪系，各傳動(dòng)軸，軸承 以及連接鍵運(yùn)用傳統(tǒng)的材料力學(xué)進(jìn)行分析校核。 （ 3）運(yùn)用清華天河 2020 軟件參考 MG150/345 型采煤機(jī)完成了該薄煤層電牽引采煤機(jī)總圖、牽引部裝配圖以及部分零件圖。通過(guò)二維 CAD 圖較為清晰的展現(xiàn)了 該薄煤層 采煤機(jī)牽引部的整體布置、傳動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)以及各零部件間的裝配關(guān)系。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第二章 MG150/345 型交流電牽引采煤機(jī) 產(chǎn)品概述 MG150/345W型薄煤層液壓牽引采煤機(jī) (以下簡(jiǎn)稱(chēng) MG150/345W采煤機(jī) )，為多電機(jī)橫向布置液壓無(wú)鏈牽引采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)總功率 345kW， 截割功率 2 150kW，牽引功率 45kW，采用液壓無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)來(lái)控制采煤機(jī)牽引速度。 MG150/345W采煤機(jī)，主機(jī)身分左右兩個(gè)箱體，采用高強(qiáng)度液壓螺栓連接。左箱體包括左行走部和電控部分 , 右箱體包括牽引電機(jī)、右行走部和液壓泵箱等。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，整機(jī)尺寸小，機(jī)身高度低，適合薄煤層開(kāi)采。多電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用橫向布置形式，拆裝方便。在主機(jī)身右箱體中橫向裝有牽引電機(jī)，通過(guò)牽引機(jī)構(gòu)為采煤機(jī)提供 300kN的牽引力。采煤機(jī)控制面板位于主機(jī)身左箱體電控隔腔，除油馬達(dá)外，所有液壓元件都安裝在液壓泵箱內(nèi)。液壓調(diào)高手把設(shè)在主 機(jī)身左右兩側(cè)，控制采煤機(jī)左、右搖臂的升降。 瓦斯斷電儀（型號(hào)： DJB4）接線根據(jù)其自身的使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行，電源由牽引變壓器提供，把其一組常閉接點(diǎn)串接在采煤機(jī)控制回路中，根據(jù)煤礦要求調(diào)整瓦斯超標(biāo)動(dòng)作值。瓦斯超標(biāo)時(shí)，常閉接點(diǎn)打開(kāi)，即控制真空磁力起動(dòng)器斷電，使整機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 MG150/345W 采煤機(jī)可根據(jù)用戶要求配置遙控裝置。采煤機(jī)電氣一級(jí)控制采用可編程序控制器（ PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)，帶有中文顯示功能，能顯示采煤機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)及電控故障指示 ,方便維修。采煤機(jī)可與 SGZ630/150、 SGZ630/220B型刮板輸送機(jī) 配套。其外形如圖 所示： 圖 MG150/345W 型采煤機(jī) 整機(jī)主要有下列幾部分組成： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （ 1）截割部。截割部由左右滾筒、左右搖臂、內(nèi)外噴霧冷卻裝置等組成起截煤和裝煤的作用。它采用了柔性并聯(lián)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、雙排四行星傳動(dòng)、浮動(dòng)密封、內(nèi)置水冷等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)尺度小、功率大、可靠性高的要求。 （ 2）牽引部。牽引部由左右牽引減速箱、行走輪組件、滑靴組件、調(diào)高泵箱、調(diào)高油缸等組成，是機(jī)器行走的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。它采用兩端下臥式液壓拉桿結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了集成式雙級(jí)行星減速器，降低了機(jī)面高度，并且維修方便。 （ 3） 電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)由變壓器箱、交流變頻調(diào)速裝置、拖攬裝置等組組成，變壓器、變頻器位于順槽中，拖攬裝置固定在電控箱上。這是機(jī)器控制和保護(hù)裝置的首腦部分。 （ 4）操作系統(tǒng)。本系列采煤機(jī)有三種操作：① 手動(dòng)操作：操作點(diǎn)在調(diào)高泵箱和電控箱面板上；② 端頭站操作：電按鈕集中在電氣操作盒上，分別布置在機(jī)器兩端；③ 無(wú)線電遙控操作：司機(jī)隨身攜帶無(wú)線電遙控器，可以在機(jī)身周?chē)魏挝恢貌僮鳈C(jī)器。這三種操作的功能是控制搖臂的升降、機(jī)器的牽引方向和速度以及停機(jī)等。 主要用途及適用范圍 該產(chǎn)品適用于采高 ， 傾角≤ 35176。，煤質(zhì)中硬或中硬以下，含有少量夾矸的長(zhǎng)壁式工作面。 MG 150 / 345 －W無(wú)鏈液壓牽引分隔符號(hào)：右邊無(wú)代號(hào)時(shí)不標(biāo)出裝機(jī)總功率（k W ）分隔符號(hào)：代表多電機(jī)橫向布置方式采煤機(jī)代號(hào)：M －采煤機(jī) G －滾筒式截割電機(jī)功率（kW ） 主要特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 主要特點(diǎn) 該型采煤機(jī)具有以下的主要特點(diǎn)： １、主機(jī)身分左右兩個(gè)箱體，采用高強(qiáng)度液壓螺栓連接。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、拆裝方便，且尺寸小，大大的降低了采煤機(jī)的機(jī)身高度，適用薄煤層開(kāi)采。 截割電機(jī)橫向布置在搖臂上，搖臂和機(jī)身連接沒(méi)有動(dòng)力傳遞，取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 液壓系統(tǒng)采用斜軸式柱塞馬達(dá)，主要元部件與成熟采煤機(jī)通用，系統(tǒng)效率高，故障率低 ，互換性好。 主要部件都可以從老塘側(cè)抽出，而不影響其它元部件，更換容易，維修方便。 采煤機(jī)電氣一級(jí)控制采用可編程序控制器（ PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)，帶有中文顯示功能，能顯示采煤機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)及電控故障指示 ,方便維修。 主要技術(shù)參數(shù) 該機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下： 適應(yīng)煤層 采高范圍 (m)： 煤層傾角（176。）： ≤ 35176。 煤質(zhì)硬度： 中硬或中硬以下 總體 機(jī)身厚度（ mm）： 400 機(jī)面高度（ mm）： 750850 最大采高（ mm）： 17002020 最小臥底量（ mm）： 110 搖臂擺動(dòng)中心距（ mm）： 4620 行走輪中心距（ mm）： 3020 過(guò)煤高度（ mm）： 205 滾筒直徑（ mm）： φ 900、φ 1000、 φ 1100 截深 (mm)： 6 800 截割部 搖臂結(jié)構(gòu)形式 ： 整體、彎搖臂 搖臂長(zhǎng)度（ mm）： 1736 搖臂擺角（176。）： 上擺 27176。 下擺 11176。 截割功率（ kW）： 2 150 轉(zhuǎn)速（ r/min）： 61 牽引行走部 牽引形式： 齒輪銷(xiāo)排式電牽引 牽引功率（ kW）： 牽引速度（ m/min）： 0— 6 牽引力（ kN）： 300 主油泵： ZB107 油馬達(dá)： 齒輪泵： CBK1016/6B3F 液壓系統(tǒng)工作壓力（ MPa）： 12 調(diào)高系統(tǒng)工作壓力（ MPa）： 18 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 電機(jī) 截割電機(jī) 電機(jī)型號(hào)： YBC2150 額定功率（ kW）： 1